焊接缺陷及检测方法.docx

1、焊接缺陷及检测方法八 焊接缺陷及检测方法1试述金属熔焊焊缝缺陷的分类及表示方 法。根据 GB6417-86金属熔化焊焊缝缺陷分 类及说明的规定，将金属熔焊焊缝缺陷 分为以下几类：第 1 类裂纹；第 2 类孔穴；第 3 类固体夹 杂；第 4 类未熔合和未焊透；第 5 类形状 缺陷和第 6 类上述以外的其它缺陷。 本标准按缺陷性质分大类，按其存在的位 置及状态分小类，以表格的方式列出。缺 陷用数字序号标记。每一缺陷大类用一个 三位阿拉伯数字标记，第一缺陷小类用一 个四位阿拉伯数字标记。因此，每一数字 序号仅适合于某一特定类型的缺陷。例 如， 1021 表示“焊缝横向裂纹” ，1023 表 示“热影

2、响区横向裂纹”等。2试述熔焊接头中裂纹的种类及表示方 法。熔焊接头中裂纹的种类及表示方法，见表 1。效宇序号 ft 力艮其 它ftan共同作 用下.头* 局部缁区的金 子结舎力的新界 产生釣1001MAS tt册績严103110331034專本上崎好筑铀找平行的裂纹可炸篇金H中 令仪匕 老中金中的裂纹.巧健位升堤金嵐中响X中 一材金属中IWi M -公共点 的敏射状辍纹可 IffitftT：鏗昱金M中佛形晌IK中 材金中10410451046tt在炸t|牧1 坑 处的製纹.町鹿址：纵向的 *向的星花的Q“m1045STIH46 ( 1047 105105110531054岡IK製rnfHVi的

3、製仪町儷位P:金中够中中106枝状裂III墓一公共税仪仪淤生的一Wtt. 它与的&牧前 (105)和放射状( tt (103)不PJ. BT 繼位头1061催金II中1063屯响区中1064 材金JB中10473试述熔焊接头中孔穴的种类及表示方 法。熔焊接头中孔穴的种类及表示方法，见表2。 2 孔穴的种类及隶示方法数宇序号名称说 明简 K200孔穴201熔池中的代池衽 豪囲时，未能遑岀 而残宙下来所形攻 的孔穴2011孔近似球形的空穴%2012均布代 孔大it代孔比佼沟 匀堆分布在鑒个焊 金J中，不晏与 寄状气扎（2014）IS2013集代孔代孔*720132014链状气 扎与炸输线平行 的成

4、申代孔201420142015孔长度方向与禅S! 输找近個平行的非 M形的长代孔2016虫膨代 孔由于代几在卿4 金层中上浮而引起 的管状扎穴其位 和死状殛由豪固 的形式和气孔的来 操决定的.它釘成屏堆出现并 且成人字形分布1201C1 12017孔的气孔202第孔划化金K在豪固 过程中牧第而产生 的.残弼在熔核中 的空穴2021孔冷却过整中在那 工中心形成的长形 收媚孔穴.可能布 残留气体，这种缺 陷通倉在fiW 宏面方向上出现2022徹编孔庄显顒镇下观察 到的轴孔2023庄下观4试述熔焊接头中固体夹杂的种类及表示 方法。熔焊接头中固体夹杂的种类及表示方法，见表 3。5试述熔焊接头中未熔合和

5、未焊透的种类 及表示方法。熔焊接头中未熔合和未焊透的种类及表示方法，见表 46试述熔焊接头中形状缺陷的种类及表示 方法。熔焊接头中形状缺陷的种类及表示方法，见表 5。数字序号名称说 明简 图50115012连鏤咬 边间新咬 边因焊接适成的婵 趾（成焊根）处的 沟權，咬边可能是 连续的（5011）或 间斷的（5012）15011 nth 把11I L! rn5013编沟由于焊縫金展的 收缢.在根部焊道 毎一側产生的浅的 沟槽（也可见515）1 eco5013503凸度过 大角焊縫表面的焊缝金属过离504下増穿过单层焊建根 部或从多层綁接接 头穿过前道熔敷金 農増落的过炉置 金H*5045041局

6、部下局部圾瘡505焊缝形 面不良母材金属衰面与 靠近焊凰处焊縫表 面的切囲之间的角 度a过小&3 fell正带 505506焊病婵接过程中，熔 化金JH流到弊鼻 之外未增化的母材 上所形成的金JX瘤506rC73 es2506507错边由于两个焊件没 有对止而造成板的 中心岐平行偲差 2 时，对再热裂纹敏感； G 2 时，一般； G时， 对再热裂纹不 敏感。防止产生再热裂纹的方法：（1）预热 预热温度为 200 450。若 焊后能及时后热，可适当降低预热温度。 例如， 18MnMoNb 钢焊后在 180热处理 2h，预热温度可降低至 180。（2）应用低强度焊缝 使焊缝强度低于母材以增高其塑性

7、变形能力。（3）减少焊接应力 合理地安排焊接顺序、减少余高、避免咬边及根部未焊透等 缺陷以减少焊接应力。13什么是层状撕裂防止层状撕裂的方法 有哪些 焊接时，在焊接构件中沿钢板轧层形成的 呈阶梯状的一种裂纹称为层状撕裂。层状 撕裂经常发生在 T 形接头和角接接头中， 其走向与钢板表面相平行见图 2，图中箭 头表示接头的受力方向。产生层状撕裂的原因是在轧制钢板中存 在硫化物、氧化物和硅酸盐等低熔点非金 属夹杂物，其中尤以硫化物的作用为主， 在轧制过程中被延展成片状，分布在与表 面平行的各层中，在垂直于厚度方向的焊 接应力作用下，夹杂物首先开裂并扩展， 以后这种开裂在各层之间相断发生，连成 一体，

8、造成层状撕裂的阶梯性。 防止层状撕裂的方法：1）严格控制钢材的含硫量。2）采用强度级别较低的焊接材料。3）在与焊缝相连接的钢板表面堆焊几层低 强度焊缝金属作为过渡层，以避免夹杂物 处于高温区。4）预热和使用低氢焊条。 14常用的抗裂性试验方法有哪些常用的抗裂性试验方法，见表 7 表 7 抗裂性试验方法序 号试验方法产生的 主要裂 纹类型也可反映 的裂纹不需特殊的试验 装置热影响焊缝冷裂斜 Y 形坡口焊区冷裂纹、热裂1234接裂纹试验（）纹纹或再热压板对接焊缝热裂纹（FiSCO）焊接裂裂纹纹试验（）热影响搭接接头区冷裂热影响区567891011（CTS）焊接裂纹纹冷裂纹试验（）焊缝热、热影响区刚

9、性固定对接冷裂纹冷裂纹试验焊缝根可变刚性试验部冷、热十字接头试验裂纹十字搭接裂纹热影响试验区冷裂窗形拘束对接纹裂纹试验Z 向窗口试验Z 向拉伸试验H 形拘束试验焊缝横 向热裂 纹层状撕 裂层状撕 裂再热裂 纹12131415需特殊试验装 置插销试验 拉伸拘束裂纹 试验（ TRC试验）刚性拘束裂纹 试验（ RRC试验）可调拘束高温 裂纹试验冷裂纹 冷裂纹 冷裂纹 焊缝热 裂纹层状撕裂1617间接评定方法 碳当量法 热影响区最高硬冷裂纹 热影响度不地（）区冷裂纹15试述防止焊缝中产生气孔的常用方法。 1）仔细清除焊件表面上的污物，手弧焊时 在坡口面两 侧各 10mm、埋弧焊时各 20mm 范围内去

10、除锈、油，应打磨至露出 金属表面光泽，特别是在使用碱性焊条和 埋弧焊时，更应做好清洁工作。2）焊条和焊剂一定要严格按照规定的温度 进行烘焙：酸性焊条 75150；碱性焊 条 350 450；焊剂 250，并保温 1 2h。烘焙后的焊条应放在焊条保温筒内， 随用随取。碱性焊条在露天存放 4h 以上 时应重新烘焙，重复烘焙的次数不得超过 3 次。3）不应使用过大的焊接电流。4）采用直流电源施焊时，电源极性应为反 接。5）碱性焊条施焊时，应采用短弧焊。6）引弧时应将焊条略作停顿，对引弧处进 行预热，否则引弧处容易形成气孔。7）采用手弧焊打底、 埋弧焊盖面的工艺时， 打底焊条应为碱性焊条，用酸性焊条打

11、底 极易产生气孔。8）气体保护焊时应调节气体流量至适当 值、流量太小，保护不良，易使空气侵入 形成气孔。16试述常用无损检验方法的种类及其选 择。不损坏被检查材料或成品的性能和完整 性而检测其缺陷的方法称为无损（探伤） 检验。常用的无损检验方法有超 声、射 线（ X、）照相、磁粉、渗透（荧光、 着色）和涡流探伤等。其中超声探伤和射 线探伤适于焊缝内部缺陷的检测；磁粉探 伤和渗透探伤则用于焊缝表面质量检验。 每一种无损探伤方法均有其优点和局限 性，各种方法对缺陷的检出机率既不会有 100，也不会完全相同。因而应根据焊 缝材质、结构及探伤方法的特点、验收标 准等来进行选择。 不同焊缝材质探伤方法的

12、选择见表 8。17试述射线探伤的原理及焊接缺陷的影 像特征。射线探伤可分别采用 X、两种射线，其 探伤原理见图 3。当射线通过金属材料时， 部分能量被吸收，使射线发生衰减。如果 透过金属材料的厚度不同（裂纹、气孔、 未焊透等缺陷，该处发生空穴，使材料变 薄）或体积质量不同（夹渣） ，产生的衰 减也不同。透过较厚或体积质量较大的物 体时衰减大，因此射到底片上的强度就较 弱，底片的感光度就较小，经过显影后得 到的黑度就浅；反之，黑度就深。根据底 片上黑度深浅不同的影像，就能将缺陷清楚地显示出来射线的穿透能力比 X 射线强，适合于透 视厚度大于 50mm 的焊件。 射线探伤常见焊接缺陷的影像特征见表

13、 9。表 9 射线探伤焊接缺陷影像特征缺陷缺陷影像产生原种特征因类气多数为圆形、1）焊条受潮孔椭圆形黑点， 其 中心处黑度较 大，也有针状、 柱状气孔。 其分 布情况不一， 有 密集的，单个和 链状的2）焊接处有锈、 油污 等 3）焊接速度太快或 电弧过长 4）母材坡口处存在 夹层 5）自动焊产生明弧 现象夹渣形状不规则， 有点、条块等， 黑度不均匀。 一 般条状夹渣都 与焊缝平行， 或 与未焊透未熔 合混合出现1）运条不当，焊接电 流过小，坡口角度 过小 2）焊件上留有锈及 焊条药皮的性能不 当等3）多层焊时，层间清 渣不彻底未焊透在底片上呈 现规则的， 甚至 直线状的黑色 线条，常伴有气

14、孔或夹渣。在 V、 比 V 形坡口的1）间隙太小2）焊接电流和电压 不当 3）焊接速度过快 4）坡口不正常等焊缝中，根部未 焊透都出现在 焊缝中间， K 形 坡口则偏离焊 缝中心未熔合坡口未熔合 影像一般一侧 平直另一侧有 弯曲，黑度淡而 均匀，时常伴有 夹渣。层间未熔 合影像不规则， 且不易分辨1）坡口不够清洁2）坡口几何尺寸不 当 3）焊接电流电压小 4）焊条直径或种类 不对裂纹一般呈直线 或略带锯齿状 的细纹，轮廓分 明，两端尖细， 中部稍宽， 有时 呈现树枝状影 像1）母材与焊接材料 成分不当 2）焊接热处理不当 3）应力太大或应力 集中4）焊接工艺不正确夹钨在底片上呈 现圆形或不规采

15、用钨极气体保 护焊时，钨极爆裂则的亮斑点， 且或熔化的钨粒进入轮廓清晰焊缝金属18试述射线探伤的质量标准。根据 GB3323-87钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级的规定，射线探伤的质 量标准分为照相质量等级和焊缝质量等 级两部分。根据采用的射源种类及其能量的高低、胶 片的种类、增感方式、底片的黑度、射源 与胶片间的距离等参数，照相质量等级分 为 A、AB和 B三级，质量级别顺次增高。 即后者比前者分辨相同尺寸的缺陷时，透 照的厚度大。锅炉压力容器的缝照相质量 为 AB 级。焊缝质量等级共分四级，级焊缝内缺陷 最少，质量最高；、级焊缝内的缺陷 依次增多，质量逐次下降，缺陷数量超过 级者为级，级

16、最差。缺陷数量的规 定：级焊缝内不准有裂纹、未熔合、未 焊透和条状夹渣（允许有少量气孔和点状 夹渣 ）；、级焊缝内不准有裂纹、未 熔合以及双面焊和加垫板的单面焊中的 未焊透（允许有一定数量的气孔、条状夹 渣和不加垫板单面焊中的未焊透） 。19试述超声波探伤的原理及质量标准。 利用超声波探测材料内部缺陷的无损检 验法称超声波探伤。超声探伤的原理，是 利用焊缝中的缺陷与正常组织具有不同 的声阻抗（材料体积质量与声速的乘积） 和声波在不同声阻抗的异质界面上，通过 超声波时会产生反射现象来发现缺陷的。 探伤时由探头中的压电换能器发射脉冲 超声波。通过声耦合介质（水、油、甘油 或浆糊等）传播到焊件中，遇

17、到缺陷后产 生反射波，然后再用另一个类似的探头或 同一个探头接收反射的声波，经换能器转 换成电信号，放大后显示在荧光屏上或打 印在纸带上。根据探头位置和声波的传播 时间（荧光屏上回波位置）可求得缺陷位 置；反射波的幅度可以近似地评估缺陷的 大小，见图 4。质量标准：超声波探测焊缝的方向愈多， 波束垂直于缺陷平面的机率愈大，缺陷的 检出率也愈高，其评定结果也愈准确。 GB11345-89钢焊缝手工超声波探伤方法 和探伤结果分级中规定，根据对焊缝探 测方向的多少，把超声波伤划分为 A、B、 C 三个检验等级，检验的完善程度逐级升 高，其中 B 级适合于受压容器。 焊缝质量等级分类见表 10。表中数

18、字为允 许最大波幅长度。20试比较射线探伤和超声探伤各自的技 术特性。射线探伤和超声探伤的技术特性比较见表 11 。表 11 射线探伤和超声探伤的技术特性 比较检 法测方射线照相法探伤超声探伤原方法 的原理穿透法脉冲反射法物理能量电磁波弹性波理缺陷 部位的完好部件与 缺陷部位的穿在完好部 位没有反射表现形 式透剂量有差 异。其差异程 度与这两部分 的材质、射线 透过的方向以 及缺陷的尺寸 有关。波，而在缺陷 部位发生反 射波。其反射 程度与完好 部位和缺陷 部位的材质 有关。信息 显示射线底片荧光屏显示 的内容完好部位与 缺陷部位的底 片黑度差缺陷反射 波的位置和 幅度易于 检测的 缺陷方 向

19、与射线方向平行的方向与超声波 束垂直的方 向易于 检测的 缺陷形 状在射线方向 上有深度的缺 陷与超声波 束成垂直方 向扩展的缺 陷被铸件检锻件物压延件焊缝分层气孔缺未焊透陷未熔 合裂纹夹渣注：很合适；合适；有附加 条件时合适；不合适。21试述磁粉探伤的原理及质量标准。 利用在强磁场中，铁磁性材料表层缺陷产 生的漏磁场吸引磁粉的现象，而进行的无 损检验法称为磁粉探伤。磁粉探伤原理：首先将被检焊缝局部充 磁，焊缝中便有磁力线通过。对于断面尺 寸相同、内部材料均匀的焊缝、磁力线的 分布均匀的。当焊缝表面或内部有裂纹、气孔、夹渣等缺陷时，磁力线将绕过磁阻 较大的缺陷， 产生弯曲见图 5a。此时在焊 缝表面撒上磁粉，磁力线将穿过表面缺陷 上的磁粉，形成“漏磁” ，磁粉就被吸附 在缺陷上见图 5b，根据被吸附磁粉的形 状、多少、厚薄程度，便可判断缺陷的大 小和位置。内部缺陷由于离焊缝表面较 远，磁力线在其上不会形成漏磁，磁粉不 能被吸住，无堆积现象，所以缺陷无法显常用磁粉是四氧化三铁 （ Fe3O4）和三氧化 二铁（ Fe2O3）。缺陷磁痕按形状可分为三种：（ 1）线状缺陷磁痕 其显示长度为宽度的 3 倍以上。（ 2）圆型缺陷磁痕 除线状缺